Озеро Чаган© Дмитрий Соколов/ ТАСС
После того как сработал заложенный на глубине 178 м заряд мощностью 140 кт, возник кратер диаметром примерно 400–500 м и глубиной до 100 м. Так по мере заполнения талыми водами в ранее засушливой местности образовалось искусственное озеро Чаган, объемы воды в котором составили 20 млн кубометров. Это был произведен первый промышленный ядерный взрыв в нашей стране — 15 января 1965 года.
Такого красивого зрелища от ядерного взрыва я ранее не наблюдал, хотя и повидал немало подобных взрывов в воздухе
Атомная энергия в мирных целях
После создания атомного оружия СССР вступил в "ядерный клуб" и начал создавать все более мощные атомные бомбы, строить атомные подводные лодки и другие военные средства обеспечения безопасности страны. Советские ученые еще на заре разработки отечественного Атомного проекта обращались к руководству страны с предложением расширить область исследований, в частности, детально рассмотреть вопросы применения "мирного атома". Однако Иосиф Сталин полагал, что до успешного проведения первого ядерного испытания другие проекты надлежит отложить — не следует распылять усилия на решение разных задач. Первый подрыв на Семипалатинском полигоне изделия РДС-1 (которое можно было расшифровать, для введения в заблуждение оппонентов, как "Ракетный двигатель специальный" или, гораздо точнее, хотя и не официально "Россия делает сама") состоялся 29 августа 1949 года. Это означало, что отныне США утратили монополию на ядерное оружие и наша страна могла заняться другими вопросами применения энергии атома.
Местный житель на Семипалатинском ядерном полигоне© В.Павлунин/ ТАСС
После проработки теории вопроса и получения соответствующего доклада Сталин 16 мая 1950 года подписал специальное постановление Совета Министров СССР "О научно-исследовательских, проектных и экспериментальных работах по использованию атомной энергии для мирных целей". Это постановление положило начало работам по созданию в Обнинске первой в мире атомной электростанции. Документ отдельно оговаривал необходимость изучать возможности проведения взрывных работ с помощью ядерных зарядов. По этому пункту исполнителями определялись научный руководитель КБ-11 профессор Юлий Харитон и видный теоретик профессор Давид Франк-Каменецкий. Результаты испытаний первых советских ядерных зарядов привели ученых к выводам о возможности эффективного использования энергии ядерного взрыва в народнохозяйственных целях.
В начале 1950-х годов Франк-Каменецкий вместе с Георгием Флеровым предложили использовать подземный ядерный взрыв для наработки одного из изотопов
урана (уран-233), а очаг взрыва с разогретой им породой использовать как резервуар тепла. Иными словами, они высказали идею создания с помощью подземного ядерного взрыва искусственного месторождения конкретного полезного продукта, а в разогретой зоне взрыва увидели разновидность геотермального источника. По этому предложению об использовании энергии и нейтронов водородных бомб для мирных целей в конце 1954 года Франк-Каменецкий и Юрий Трутнев выполнили необходимые расчеты. Конечно, работу засекретили.
Программа в интересах народного хозяйства
Выпустив на свободу "ядерного джинна" и осознав в 1945 году трагедию Хиросимы и Нагасаки, человечество испытывало серьезное беспокойство, поскольку число государств, обладавших атомным оружием, непрерывно возрастало. В результате международных договоренностей, прежде всего между СССР и США, с ноября 1958-го по сентябрь 1961 года соблюдался мораторий на ядерные испытания. Но научные работы не прекращались — мощное разрушительное оружие могло принести при грамотном применении огромную пользу народному хозяйству.
Самый первый промышленный взрыв был реализован в рамках программы "Плаушер" — небольшой заряд в 3 кт американские ученые подорвали 10 декабря 1961 года в штате Нью-Мексика.
Большой резонанс в нашей стране имело письмо видных физиков-ядерщиков Юрия Трутнева и Юрия Бабаева "О необходимости развертывания работ по изучению возможностей использования атомных и термоядерных взрывов в технических и научных целях", которое они в марте 1962 года направили министру среднего машиностроения Ефиму Славскому. Каждый пункт письма представлял собой программу работ. Славский поддержал отчет и посчитал необходимым запустить широкомасштабную программу "мирных атомных взрывов", в которой задействовали более десятка министерств, включая нефтяников, угольщиков, газовиков, энергетиков и так далее.
Вскоре стартовала так называемая Программа №7 — "Ядерные взрывы для народного хозяйства".
Объект, которого нет
Большую роль в работах по использованию атомной отрасли в мирных целях сыграл научный центр КБ-11 (начальник Павел Зернов, главный конструктор Юлий Харитон). Он был создан в поселке Саров Горьковской области (ныне город в Нижегородской области) для разработки ядерного оружия и имел разные условные названия — Приволжская контора, Арзамас-16, Кремлёв и другие. Сейчас он известен как Российский федеральный ядерный центр — Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики (РФЯЦ — ВНИИЭФ). Саров несколько десятилетий был стерт на всех советских картах, как будто его никогда не существовало, в силу секретности проектов. Именно КБ-11 и стало лидером при разработке программы мирных ядерных взрывов в стране.
Одним из самых необычных проектов КБ-11 является как раз проведение направленного ограниченного подземного ядерного взрыва, который был осуществлен после тщательных расчетов и исследований в Казахстане недалеко от Семипалатинска.
Подземный ядерный взрыв на Семипалатинском полигоне© ТАСС
Он был произведен, чтобы проверить возможности создания искусственных водохранилищ в Средней Азии, где летом зачастую пересыхают реки. Воронку взрыва разместили вблизи русла одного из таких водоемов, который весной, в период таяния снега, становился вполне полноводным. Предполагалось, что накопленную в образовавшемся водохранилище воду можно будет использовать для орошения угодий и водопоя для стадных животных.
Когда альтернативы взрыву не было
В рамках Программы №7 производились и подземные взрывы для увеличения добычи нефти (с целью создания полостей в месторождении каменной соли, решения вопросов инженерной сейсмологии и других). Иногда ядерный взрыв был призван ликвидировать чрезвычайную ситуацию. Так случилось после масштабной аварии 1 декабря 1963 года на узбекском Урта-Булагском месторождении газа, расположенном в 90 км южнее Бухары, что вызвало необходимость принятия экстраординарных мер.
В одной из разведочных скважин возник открытый газовый фонтан высотой 70 м с объемом выброса газа 18 млн кубометров в сутки. В связи с высоким содержанием метана и сероводорода этот фонтан представлял собой большую опасность для окружающей среды, его пришлось зажечь во избежание отравления людей и животных. Фонтан пылал три года, и ежегодно сгорало столько газа, что его хватило бы для снабжения такого промышленного центра, как Екатеринбург. Попытки ликвидировать газовый фонтан всеми обычными известными способами не привели к результату — задачу решили физики-атомщики
Первоначально к работам по ликвидации чрезвычайной ситуации привлекли высший уровень руководства атомного проекта — ЦК КПСС поставил задачу академику, президенту РАН Мстиславу Келдышу, а тот пригласил в качестве консультантов академиков Михаила Миллионщикова и Михаила Садовского. После всестороннего обсуждения проблемы специалисты подтвердили, что подрыв термоядерного заряда с перекрытием канала скважины является единственным приемлемым вариантом решения проблемы. В сжатые сроки провели тщательную геологическую подготовку с учетом экстремальных условий, поскольку температура местности достигала плюс 40–50 °С в тени.
Руководителем работ назначили крупного специалиста по ликвидации аварий на газовых и нефтяных месторождениях Камиля Мангушева. Он распорядился пробурить наклонную штольню, в которую на глубину 1 500 м опустили специально разработанный для этой цели "чистый" заряд (в продуктах взрыва которого образуется минимальное количество осколков деления).
В этом случае использовали опыт при создании озера Чаган.
Разрешение на подрыв ядерного заряда подписал первый секретарь ЦК КПСС Леонид Брежнев; сам взрыв прозвучал утром 30 сентября 1966 года. Через 23 секунды после этого фонтан пламени погас.
Фантастика! Очень чисто сработали. Спасибо!
Чего удалось добиться
Всего в 1971–1988 годах в СССР в рамках государственной программы №7 было проведено 124 мирных ядерных взрыва. Последний взрыв у нас осуществили в Архангельской области 6 сентября 1988 года по проекту "Рубин" — на глубине 8,5 м подорвали заряд 8,5 кт с целью сейсмического зондирования Земли.
Исследования по своему научному и практическому значению не имеют аналогов в мире по сей день. Для сравнения: в США программу, аналогичную этой, запустили в 1957 году, в ее рамках за 16 лет осуществили 27 взрывов в мирных целях. При этом они не были столь "чистыми", как советские, по выбросу радиоактивных веществ.
Конечно, нельзя говорить, будто ученые создали некую панацею на все случаи жизни, универсальный метод. Например, не была реализована программа по переброске взрывом вод северных рек на юг — в частности, Печоры в бассейн Каспийского моря, которую планировали выполнить в марте 1971 года. Также до сих пор не удалось добиться значительного снижения количества радиоактивных веществ, выбрасываемых в атмосферу.
В то же время опытно-промышленные взрывы по интенсификации нефте- и газодобычи подтвердили свою эффективность и были проведены без вреда для экологической обстановки. Отработка и практическая реализация технологии дробления рудного тела с помощью одиночного или группового подземного взрыва позволили обеспечить получение руды с необходимой степенью измельчения. Разработка "чистых" термоядерных зарядов позволила получить уникальные экспериментальные данные, открывшие возможности создания с помощью ядерных взрывов котлованов, полостей для водохранилищ, хранения больших объемов отходов производств, а также тушения газовых факелов. Существенно возросла номенклатура самих зарядов. Ядерный заряд обладает рядом преимуществ перед химическими взрывчатыми веществами в мирных задачах — это его низкая стоимость в сочетании с малыми габаритами и возможность получения почти любого заданного энерговыделения.
Казалось бы, для осуществления того или иного эксперимента по программе подземных ядерных взрывов в мирных целях можно взять готовый ядерный заряд из имеющегося военного арсенала. В ряде случаев так и было. Однако зачастую возникали весьма специфические ситуации, которые исключали простое решение… Для "мирных" взрывов были необходимы заряды в очень широком диапазоне мощности. Таким образом, требования ко многим "промышленным" ядерным зарядам значительно отличались от требований к зарядам "боевым"
Так что проведенные в СССР систематические исследования по мирному использованию ядерных взрывов качественно обогатили отечественную и мировую науку, позволили получить такие результаты, о которых раньше нельзя было даже мечтать. Но в 1989 году президент СССР Михаил Горбачев объявил мораторий на проведение всех видов ядерных испытаний, включив туда и запрет на проведение взрывов в мирных целях. Таким образом, амбициозная и вполне жизнеспособная, как это считали и у нас, и на Западе, программа была закрыта.
Некиношная задача
Более 50 лет назад прозвучала идея, которая до сих пор использовалась лишь в сценариях научно-фантастических фильмов. Речь идет о применении ядерного взрыва для уничтожения крупных астероидов или метеоритов. Они часто попадали и попадают в атмосферу Земли, сгорают в ней. Но особо крупные, диаметром более километра, представляют в случае столкновения с нашей планетой серьезную угрозу, таких случаев было немало и в ХХ веке. По расчетам ученых, при столкновении с астероидом диаметром 20 км можно ожидать образования кратера диаметром до 200 км.
Падение подобного астероида 65 млн лет назад, по гипотезе Луиса и Вальтера Альваресов от 1980 года, настолько сильно изменило климат на Земле, что вызвало массовое вымирание динозавров. Во всяком случае масштаб возможной катастрофы таков, что вряд ли следует успокаивать себя малой степенью ее вероятности. Будем надеяться, что решение такой всегда актуальной задачи не за горами.
Источник: tass.ru
